CN102801618B - 一种在以太环网中确定三层数据路径的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种在以太网中确定三层数据路径的方法及装置。依据网络中三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路，判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；否则，进一步查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。通过本发明，可以实现将三层数据的路径映射到二层以太环网中，进而可以准确地反映出当前三层数据的业务拓扑结构。

Description

一种在以太环网中确定三层数据路径的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种在以太环网中确定三层数据路径的方法及装置。

背景技术

在网管系统中，一般需要展示网络拓扑给用户，以方便网络管理者对网络进行整体的规划、维护、网络故障定位及流量监控等。网络拓扑由网管系统根据设备间的互联关系计算生成，根据生成依赖的原始数据不同分为接入拓扑和业务拓扑两种。

接入拓扑是根据网络中的物理链路链接关系生成，反映网络系统中的所有设备的实际连接关系。绘制接入拓扑的数据一般来自链路层的一些协议数据，例如常用的LLDP（LinkLayerDiscoveryProtocol，链路层发现协议）数据，通过确定两两设备之间的邻居关系，最后汇总生成整个网络的拓扑图。此拓扑中展示的是整个网络中所有设备全局的物理链路链接关系，但不能很好地体现出网络中两个设备之间通信需要经过的链路及设备。

业务拓扑通常只关心某个业务涉及到的所有设备，一般通过业务中的一个设备向外不断扩展，最后绘制出所有与此业务相关的拓扑。业务拓扑一般来说是接入拓扑的子集，去除了不相关的设备和链路，将用户的关注点放到某个业务上。

然而，在某些情况下，用户既需要看到业务拓扑中的某个业务经过哪些设备和链路，又需要看到这些设备和链路在接入拓扑中处于什么位置，以便确定是否有更佳的替代路径或者在网络改造及维护某些设备时是否会影响到此业务等情况，此时需要在接入拓扑的基础上进一步通过高亮路径显示出需要关注的业务拓扑。

如图1所示，为现有的以太网组网示意图。在该网络中，为了提高网络系统的可靠性，设备A、B、C、D以及F、G、H、I各自组成一个二层以太环网，为了避免环路中的设备对广播、组播以及未知单播等报文进行重复发送而造成网络资源的浪费甚至导致网络瘫痪，以太环网中的设备都会使用诸如RSTP/PVST/MSTP或者RRPP等环路解决技术。另外，在该网络中，以太网环中的各设备均处于三层子网之中，设备C、设备E及设备F之间则使用三层路由转发。

在现有接入拓扑绘制技术下，虽然能够完整绘制出图1所示的网络接入拓扑结构，但是对于某些业务，诸如LSP（LabelSwitchedPath，标签交换路径）、TE隧道（TrafficEngineeredTunnel）、GRE（GenericRouteEncapsulation,通用路由封装）隧道等，其业务拓扑的计算需要依赖三层网络数据，然而，现有的以太网环技术对于三层以上协议来说是感知不到的。这样，对于此类业务，在具有二层以太环网的网络中，其最终绘制出的业务拓扑结构与实际的业务拓扑结构并不完全一致。

仍以图1所示的网络为例，假如有一个LSP业务从设备A到设备H，由于该业务拓扑的计算依赖于三层网络数据，以太环网中的各设备路径对于三层以上协议是不能感知的，此时计算的业务拓扑具体如图2所示。

由于在该应用场景下计算的业务拓扑无法体现出A-C及F-H之间的以太环网信息，如果以图2所示的业务拓扑的数据在接入拓扑中进行高亮，那么，A-C之间及F-H之间的具体链路因为在二层以太环网中无法体现出来，其最终在接入拓扑上绘制出的业务拓扑（路径）如图3所示，与实际并不相符。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种在以太环网中确定三层数据路径的方法及装置。通过本发明，可以解决现有技术中绘制出的业务拓扑与实际不相符的情况。

为实现本发明目的，本发明实现方案具体如下：

一种在以太环网中确定三层数据路径的方法，其中所述以太网至少包括一个二层以太环网子网，其中所述方法包括：

步骤1、依据以太网中的三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路；

步骤2、判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，则进行步骤3，否则进行步骤4；

步骤3、直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；

步骤4、查询逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

进一步地，所述步骤4中的起点设备的本地出接口，具体是根据逻辑链路对端设备的IP地址并通过查询逻辑链路起点设备的ARP表项获得。

本发明同时提供一种在以太环网中确定三层数据路径的装置，其中所述以太网至少包括一个二层以太环网子网，其中所述装置包括：

计算模块，用于依据以太网中的三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路；

判断模块，用于判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，则通知处理模块直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；否则，通知处理模块查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；

处理模块，用于根据接收判断模块的通知，直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；或者进一步查询逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

进一步地，所述装置处理模块获知起点设备的本地出接口，具体是根据逻辑链路对端设备的IP地址并通过查询逻辑链路起点设备的ARP表项获得。

与现有的技术方案相比，本发明可以在以太网中确定三层业务的具体路径，并可以兼容多厂商的设备。

附图说明

图1是现有以太环网络结构示意图。

图2是依现有技术计算出图1所示网络中的LSP业务拓扑示意图。

图3是图2所示业务拓扑在接入拓扑上不完整高亮示意图。

图4是本发明在以太环网中确定三层数据路径的方法流程图。

图5是某应用场景下依据本发明计算出完整的业务拓扑高亮示意图。

图6是图5所示应用场景下起点设备A的ARP表项示意图。

图7是本发明确定以太网中三层数据路径的装置结构示意图。

具体实施方式

为了实现本发明目的，本发明采用的核心思想为：依据网络中三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路，判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；否则，进一步查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。通过本发明，可以实现将业务拓扑结构映射到二层以太网环路中，进而可以准确地反映出当前业务拓扑的结构。

为使本发明技术方案更加清楚和明白，以下结合本发明具体实施例加以详细说明。如图4所示，为本发明在以太环网中确定三层数据路径的方法流程图。其中在该以太网中，至少包括一个二层以太环网子网，所述方法包括：

步骤1、依据网络系统中的三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路。

当网络管理员需要关注某个业务涉及到的设备，网管系统需要计算该业务在网络系统中的拓扑结构。具体地，网管系统通过该业务中的一个起点设备向外不断扩展，并依据网络中三层数据计算出该业务在网络系统中的拓扑逻辑链路。由于此部分与现有技术相同，为节省篇幅，在此不再赘述。

步骤2、判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，则进行步骤3，否则进行步骤4。

如果计算得到的业务拓扑的逻辑链路与接入拓扑中的物理链路唯一对应，则表明该段链路的两端设备间不存在以太环网子网，否则，则表明该段链路的两端设备间至少存在一个以太环网子网，依前述步骤1计算得到的业务拓扑的逻辑链路不正确，需要进一步依照步骤4所示的方法重新进行该业务拓扑的逻辑链路的计算。

步骤3、直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

如果计算得到的业务拓扑的逻辑链路与接入拓扑中的物理链路唯一对应，则表明该段逻辑链路的两端设备间不存在以太环网子网，依现有技术计算出的业务拓扑的逻辑链路就是其对应的物理链路，此时，可以直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

步骤4、查询逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

如果业务拓扑对应的逻辑链路不与接入拓扑中的物理链路唯一对应，则表明在该业务拓扑对应的逻辑链路的两端设备间至少存在一个以太环网子网。此时，依据本发明，需要进一步查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项并根据逻辑链路对端设备的IP地址查询得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量在以太网环中的传播方向，并把这个方向上环网中起点设备和对端设备之间所有的设备及链路都进行高亮显示，这样就可以在以太网环路中找出业务链路在接入拓扑中的映射。

以图5所示的应用场景为例，在该应用场景下，所述网络系统包括分别由设备A、B、C、D以及F、G、H、I各自组成的两个二层以太环网。假如在该应用场景下，需要计算出设备A至设备H之间的LSP业务拓扑的完整路径。进一步假设起点设备A的LSP业务拓扑中的逻辑出接口为VLAN1，配置的IP地址为11.11.11.11，业务到达下一跳设备为设备C，配置的IP地址为11.11.11.13。

由于设备A至设备C之间对应的业务拓扑链路在接入拓扑中找不到唯一的链路与之对应，依据本发明需要查询设备A的ARP表（如图6所示），获取设备A的物理出接口。

从该ARP表中查询可知，设备A到达设备C目的IP地址为11.11.11.13的物理出接口为Eth0/4/1，且从设备A出接口Eth0/4/1到达设备C的接入拓扑链路是唯一的，中间需要经过设备D。这样，依据本发明就在接入拓扑中将设备A、设备D及设备C以及之间的链路一并高亮显示，完成设备A至设备H的业务拓扑中第一段链路到接入拓扑的映射。

进一步依据本发明，由于设备C至设备F间对应的业务拓扑的第二段链路在接入拓扑中能够找到唯一的一条接入拓扑链路与之对应，因此，直接高亮显示设备C至设备F间的物理链路及设备即可。

同理，由于设备F至设备H之间对应的业务拓扑链路在接入拓扑中找不到唯一的链路与之对应，依据本发明查询设备F的ARP表，以获取设备F的物理出接口。假如经查询设备F的ARP表，获得设备F的物理出接口为Eth0/4/0，且从设备F出接口Eth0/4/1到达设备H的接入拓扑链路是唯一的，中间需要经过设备G。这样，就计算出设备F至设备H间的业务拓扑由设备F、设备G、设备H构成，依据本发明就在接入拓扑中将设备F、设备G及设备H以及之间的链路一并高亮显示，完成设备F至设备H的业务拓扑中第三段链路到接入拓扑的映射。

至此，完成该应用场景下设备A至设备H之间的LSP业务拓扑在以太网接入拓扑完整路径的高亮显示。

如图7所示，为本发明在以太网中确定三层数据路径的装置结构示意图。所述装置应用于至少包括一个二层以太环网的网络系统中，所述装置包括：

计算模块，用于依据网络中三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路。

当网络管理员需要关心某个业务涉及到的设备，所述装置通过该计算模块计算出该业务的网络拓扑结构，具体地，该计算模块通过业务中的一个起点设备向外不断扩展，并依据网络中三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路。由于此部分与现有技术相同，为节省篇幅，在此不再赘述。

判断模块，用于判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一。

如果业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路唯一，则表明该网络中不存在以太环网子网，此时，通知处理模块直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；否则，则表明该网络中存在以太环网子网，通知处理模块查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

处理模块，根据所述判断模块的指示，将对应的物理链路直接显示为对所述业务拓扑逻辑链路，或者查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

具体地，如果业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路唯一，则表明该网络中不存在以太环网子网，依现有技术计算出的业务拓扑的逻辑链路就是其对应的物理链路，此时，所述处理模块根据判断模块的通知，直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

如果业务拓扑对应的逻辑链路存在两条以上的物理链路与之对应，表明在该业务拓扑对应的逻辑链路中至少存在一个以太环网。此时，依据本发明，所述处理模块依据判断模块的通知，进一步查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项并根据逻辑链路对端设备的IP地址查询得到本地出接口，并根据本地出接口确定业务流量在以太网环中的传播方向，将该方向上环网中起点设备和对端设备之间的物理链路作为业务拓扑的逻辑链路。

与现有的技术方案相比，本发明可以在以太环网拓扑中，确定三层业务的具体路径，并可以兼容多厂商的设备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种在以太网中确定三层数据路径的方法，其中所述以太网至少包括一个二层以太环网子网，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、依据以太网中的三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路；

步骤2、判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，则进行步骤3，否则进行步骤4；

步骤3、直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；

步骤4、查询逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中的起点设备的本地出接口，具体是根据逻辑链路对端设备的IP地址并通过查询逻辑链路起点设备的ARP表项获得。

3.一种在以太网中确定三层数据路径的装置，其中所述以太网至少包括一个二层以太环网子网，其特征在于，所述装置包括：

计算模块，用于依据以太网的三层数据计算出业务拓扑的逻辑链路；

判断模块，用于判断业务拓扑的逻辑链路对应的物理链路是否唯一，如果是，则通知处理模块直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；否则，通知处理模块查询所述逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；

处理模块，用于根据接收判断模块的通知，直接以该物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路；或者进一步查询逻辑链路起点设备的ARP表项得到本地出接口，根据本地出接口确定业务流量方向，将该方向上起点设备和对端设备间形成的物理链路作为业务拓扑对应的逻辑链路。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置处理模块获知起点设备的本地出接口，具体是根据逻辑链路对端设备的IP地址并通过查询逻辑链路起点设备的ARP表项获得。